1 智能定義
智能是近20 年最為廣泛使用的市場營銷用語,目前國際上并沒有關于智能設備單一的,廣泛接受的定義。主要有如下幾種應用場合:比競爭產品有更多的可選項范圍;不使用傳統開關及按鈕操作顯示,轉而采用觸控及數顯技術;能夠對應用場景進行分析,從提供更好的服務及更高的效率;能遠程控制;能同時控制多臺(套)設備協同工作等。智能實驗室與傳統實驗室相比,最大的區別在于對信息流的處理,能夠在實驗室環境內部署各類信息工具對實驗室及支持活動數據信息進行收集,儲存,處理,分析,報告以及歸檔。實驗室信息化包含了各類系統的整合,電子化結果的寄送,及策略和培訓的支持系統。
2 儀器設備標準化工作的一些思考
2.1 概述
為實現實驗室的全面信息化,作為“人,機,料,法,環“中關鍵因數儀器設備起著溝通不同要素的重要作用。當處置好的樣品置入設備中,根據操作輸入,按標準規定要求對樣品進行試驗,在試驗過程中對環境條件及試驗過程進行數據收集,與其它相關聯試驗設備進行通信溝通及向上級管理系統(Laboratory information,electornic laboratory notebooks, chromatography data systems,and scientific data management systems and so on)傳輸信息,當試驗出現異常情況,記錄傳導相關并按預案立即處置,并提示檢驗員進行下一步操作。
2.2 數據接口規范
數據在不同設備間的傳輸必須要有統一的接口,包括硬件及軟件。
目前檢測設備之間的硬件連接根據速度及不同分展階段主要有如下幾種:
(1)點對點連接:RS232, RS485。
(2)總線網絡:CAN, PROFIBUS, DEVICENET 等。
(3)有線以太網。
(4)無線網絡WIFI。
(5)GPRS,3G,4G 等。
(6)物聯網NB-IOT 技術。
不同廠商根據設備使用場合及造價方面影響,采用了各自的連接方式。強制統一硬件接口方式,不僅不現實,而且浪費資源。在標準研討過程中,與會專家多數贊成硬件接口由設備制造商根據客觀需要確定。
軟件方面,數據處理和電子數據交換在很大程度上依賴于數據庫中所記錄數據的準確性,可靠性,可控制性和可校驗性,數據的提供者和使用者對數據的含義和表達有共同的理解是正確而恰當地使用與解釋數據的前提。要促進這樣一種共同的認識,就必須定義數據的若干特征或者屬性,這些數據特征通稱“元數據”元。數據即定義和描述其它數據的數據。對智能實驗室檢測設備構建元數據注冊系統元模型,幫助注冊者維護不同注冊系統之間的唯一性,并能夠使系統工具和信息注冊系統按數據的屬性,分類,定義,命名,標識和注冊來存儲,操縱和交換元數據。以高低溫箱為例,按GBT 18391.2-2009《信息技術 元數據注冊系統(MDR)第2 部分:分類》規定可劃分為多個元數據子集,其中描述基本設備信息元數據中某一元數據要素。
2.3 通訊總線探討
通信協議是指雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規則和約定。通過通信信道和設備互連起來的多個不同地理位置的數據通信系統,要使其能協同工作實現信息交換和資源共享,它們之間必須具有共同的語言。目前,電器智能化網絡最普遍的結構形式是先采用現場總線技術建立起現場設備底層網絡,并以此為基礎通過TCP/IP 協議轉換,建立起范圍更大、功能更完善的基于工業以太網的中上層局域網。
3 結 語
本文結合智能實驗室儀器設備標準化工作,介紹當前國內外智能設備的數據接口規定及通訊協議,對已有方案進行比較分析,提出應對智能實驗室檢測設備構建元數據注冊系統元模型及推薦統一采用MODBUS 總線通訊協議的建議,對標準的進一步推進有一定的指導作用。